Fejlőd(get)nek a kvantummemóriák

Két fő probléma szokott felmerülni a kvantummemóriák kapcsán: vagy megbízhatatlanok, azaz a bitek jelentős része elveszik tárolás és/vagy kinyerés közben, vagy túlságosan rövid életűek ahhoz, hogy használhatóak legyenek. 

Fejlőd(get)nek a kvantummemóriák

Mint minden számítógépnek, a fotonok összefonódásán alapuló kvantumszámítógépeknek is szükségük van memóriára ahhoz, hogy működőképesek legyenek. A kvantuminformáció tárolására irányuló próbálkozások azonban mindezidáig nem bizonyultak túlságosan sikeresnek. Két fő probléma szokott felmerülni a kvantummemóriák kapcsán: vagy megbízhatatlanok, azaz a bitek jelentős része elveszik tárolás és/vagy kinyerés közben, vagy túlságosan rövid életűek ahhoz, hogy használhatóak legyenek.

A Nature Physics oldalain nemrégiben megjelent egy tanulmány, amely arról számol be, hogyan használhatók kvantummemóriaként a csapdába ejtett hideg rubídium atomok. A kvantumszámítógépes próbálkozások többségében a fotonok polarizált állapota jelképezi az információ alapegységét, vagyis kvantumbitet. Mivel a fotonok nem arról híresek, hogy egy helyben maradnának, elvándorolva pedig hajlamosak elveszni (pl. elnyelődnek), valamilyen módon tárolni kell a polarizációjukra vonatkozó információt.

A kísérlet során a kutatók egy mágneses-optikai csapdába zárták a rubídium atomokat, ahol annyira lelassították őket, hogy nagyjából egy helyben maradtak. Az alacsony energiaállapotú atomok közé ekkor „beengedték” a kvantumbitet hordozó fotont, amely polarizációjától függő, gerjesztett állapotba hozta az egyik atomot. Az atom megváltozott állapota ilyen esetekben nem korlátozódik önmagára, hanem „átterjed” a többi atomra is. Ez a kollektív gerjesztés a mágneses rendszerekre jellemző, és eredményeként az atomok között újfajta rendezettség, úgynevezett spinhullám alakul ki, amelynek milyensége a kiinduló foton polarizációjától függ. A tárolt információ úgy nyerhető ki, hogy egy megfelelő frekvenciájú lézersugarat irányítanak a rendszere, ennek hatására egy foton emittálódik, amelynek kvantumállapota megegyezik az eredeti foton állapotával.

A kutatók a fent leírt módszerrel az atomokban tárolt információ 71‒75 százalékát voltak képesek visszanyerni, és a memória 3,2 ezredmásodpercig volt működőképes. Ez meglehetősen kevésnek tűnhet első pillantásra, de óriási fejlődést jelent a korábbi hasonló kísérletekhez képest, amelyek vagy sokkal rövidebb ideig voltak képesek tárolni az információt (84 százalékos kinyerés, de csak 240 nanoszekundumos tárolási idő), vagy sokkal megbízhatatlanabbak voltak (ezredmásodperces tárolás, de kevesebb mint 25 százalékos adatkinyerés). A kutatók véleménye szerint mind a megbízhatóság, mind a tárolási idő tovább fokozható különböző módszerek bevetésével ‒ a következő lépésben optikai rácsba helyezik az atomokat, és növelik az irányító lézerek kontrollját ‒, így előbb-utóbb talán eljutunk a valóban használható kvantummemóriákig. 

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward